Команда из Йокогамского национального университета в Японии сделала шаг к воплощению этого желания в своем последнем исследовании, опубликованном 19 июля в Journal of Organic Chemistry.
Исследователи разработали кислородные гетероциклы, которые представляют собой кольцевые структуры, состоящие из атомов двух или более элементов.
Эти соединения составляют все нуклеиновые кислоты в генетическом коде человека. Другой вариант гетероциклов, содержащий азот, содержится более чем в половине фармацевтических препаратов, производимых в США. В частности, кислородные гетероциклы содержат по крайней мере один атом кислорода. Они имеют множество применений, в том числе в лекарствах для лечения рака и сердечной недостаточности.
«Мы сосредоточились на кислородных гетероциклах, которые вызвали значительный интерес в связи с актуальностью их структурных единиц в медицинской химии и материаловедении», – сказал Юджиро Хосино, автор-корреспондент исследования и научный сотрудник Высшей школы наук об окружающей среде и информатике. Йокогамский национальный университет.
Профессор Киёси Хонда, другой автор исследования из Высшей школы экологических и информационных наук, добавил, что их «цель состояла в разработке экономически эффективных и более мягких способов синтеза кислородных гетероциклов."
Традиционно кислородные гетероциклы создаются путем воздействия высоких температур на две молекулы.
Процесс требует времени и энергии и не дает значительного количества гетероциклов. Команда Хонды и Хосино сосредоточилась на методе создания светочувствительных углеродных солей. Они добавили соли к двум типам соединений, которые после реакции образуют кольцо, и облучали комбинацию зеленым светом.
«Эта реакция была особенно привлекательной, потому что она может содержать большое количество атомов и обеспечивает эффективный доступ к различным синтетически полезным кислородсодержащим гетероциклам», – сказал Хосино. «Эту реакцию также можно проводить в мягких экспериментальных условиях – при комнатной температуре и в видимом свете."
Процесс дает высокий выход кислородных гетероциклов. По словам Хосино, успешная реакция произошла из-за структуры солей, называемой электронодонорной группой. Электроны возбуждаются зеленым светом, и соли извлекают электрон из соединения, чтобы реагировать с другими компонентами соединения.
Затем исследователи планируют использовать свет разного цвета, чтобы вызвать разные реакции. По словам Хосино, они особенно заинтересованы в том, чтобы вызвать реакцию на красный свет, что труднее. Красный свет имеет более длинную волну и более низкую частоту, чем зеленый свет, что означает, что он ближе к инфракрасному свету, чем видимый свет на диаграмме спектра.
Реакции на красный свет могут привести к более высокому производству гетероциклов, но для этого требуется больше точности и эффективности.
«Наша следующая цель – расширить масштабы реакции», – сказал Хосино. «Мы предвидим расширение использования различных реакций, управляемых видимым светом, в будущем, и мы планируем продолжать вносить свой вклад в это."